氪氣在石墨烯表面吸附的理論研究.pdf

1、弱相互作用在化學(xué)、物理、材料、生命等自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。揭示弱相互作用本質(zhì),可以獲得與研究體系相關(guān)的結(jié)構(gòu)、能量和動(dòng)力學(xué)等基本信息,是當(dāng)前國(guó)際科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　準(zhǔn)確的描述弱相互作用是理論化學(xué)當(dāng)前面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。目前,根據(jù)研究氣-固吸附所使用的表面模型可分為Slab模型和Cluster模型。Slab模型利用周期性邊界條件模擬固體表面,該模型的理論研究方法多限于局域密度近似(LDA-)和廣義梯度近似(GGA-

2、)的密度泛函方法(DFT);Cluster模型利用有限元分子(或原子)團(tuán)簇模擬固體表面,其優(yōu)勢(shì)在于可采用計(jì)算精度較高的量子化學(xué)從頭算方法。
　　對(duì)于Rg/Graphene物理吸附,目前理論研究方法多使用Slab模型結(jié)合LDA-/GGA-DFT的計(jì)算方法。眾所周知,無(wú)論是局域密度近似泛函還是廣義梯度近似泛函研究長(zhǎng)程作用的色散力具有先天不足的缺點(diǎn),因此不能夠準(zhǔn)確的描述分子間的弱相互作用。本課題采用高精度的從頭算方法和引入色散力校正項(xiàng)的

3、新近發(fā)展的密度泛函方法并以分子團(tuán)簇——六苯并苯(Coronene)模擬石墨烯的表面來(lái)研究Kr/Graphene體系作用機(jī)制。研究結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)一系列不同理論方法的測(cè)試研究Rg/Benzene相互作用,發(fā)現(xiàn)二級(jí)微擾理論(MP2)和MPW2PLYPD計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值十分符合,能夠很好的研究稀有氣體與苯類共軛體系。
　　2.利用上述方法經(jīng)過(guò)一系列的幾何測(cè)試,證明六苯并苯(Coronene)可以較好的模擬石墨烯的表面。